世界上第壹臺蒸汽機是在1世紀由古希臘數學家亞歷山大的希律王發明的，但它只是壹個玩具。大約1679年，法國物理學家丹尼斯·帕彭(Dennis Papen)在觀察到蒸汽從他的高壓鍋中逸出後，制作了第壹臺蒸汽機的工作模型。大約在同壹時期，塞繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的設想詹姆斯·瓦特。1698年的托馬斯·塞維利亞、1712年的托馬斯·紐科門和1769年的詹姆斯·瓦特制造了早期的工業蒸汽機，他們都為蒸汽機的發展做出了自己的貢獻。1807年，羅伯特·富爾頓第壹個成功地用蒸汽機驅動輪船。瓦特不是蒸汽機的發明者。在他之前，很久以前就出現了蒸汽機，紐科門蒸汽機，但它消耗大量的煤，效率很低。運用科學理論，瓦特逐漸發現了這臺蒸汽機的毛病。從1765年到1790年，他做了壹系列發明，如分離式冷凝器、汽缸外保溫層、用油潤滑活塞、行星齒輪、平行連桿機構、離心調速器、節流閥、壓力表等。，使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的三倍以上，最終發明了現代蒸汽機。16年底到17年底，英國采礦業尤其是煤礦已經發展到相當規模，僅靠人力和畜力難以滿足抽幹地下水的要求，而現場又有豐富廉價的煤炭作為燃料。現實的需要，促使英國的帕潘、薩弗裏、紐科門等許多人投身於“火力提水”的探索和實驗。[2]最初的真空蒸汽機是用來把水從礦井中抽出來的。紐科門的蒸汽機將蒸汽引入汽缸，然後關閉閥門，再將冷水註入汽缸，蒸汽凝結時造成真空。活塞另壹側的空氣壓力推動活塞。把壹根桿子深深地插進礦井裏來驅動水泵。蒸汽機活塞的運動通過這根桿傳遞給泵的活塞，把水從井裏抽出來。第壹個很大的改進是通過閥門把汽缸和冷凝缸分開。瓦特在伯明翰發明了這項改進。這項改進提高了蒸汽機的效率。下壹個改進是自動操作閥門。這些早期的真空蒸汽機效率有限，但相對安全，因為它們的壓力相對較低，機器向內收縮而不是向外爆炸，以防材料損壞。它們的效率受到外部空氣壓力、氣缸變形、燃燒和沸騰效率以及冷凝能力的限制。理論上的最大效率受限於水在普通大氣壓下相對較低的沸騰溫度。高溫高壓蒸汽的使用大大提高了蒸汽機的效率。但這種蒸汽機比真空蒸汽機危險得多。鍋爐和機器的爆炸造成了許多嚴重事故。安全閥在這裏帶來了很大的提升，壓力過高時安全閥放氣減壓。但是安全的真正保證僅僅依賴於建造、操作和維護的經驗和安全規則。薩弗裏制造的世界上第壹臺實用的蒸汽水泵於1698年獲得名為“礦工之友”的英國專利。他先在壹個蛋形容器中充入蒸汽，然後關閉蒸汽進氣閥，向容器外噴射冷水，使容器內的蒸汽凝結形成真空。打開進水閥，礦井底部的水在大氣壓力的作用下通過進水管被吸入容器內；關閉進水閥，重新打開進汽閥，利用蒸汽壓力將容器內的水通過排水閥壓出。當容器內的水排幹並充滿蒸汽時，關閉蒸汽進口閥和排水閥，再次噴水使蒸汽凝結。如此反復循環，兩個蛋形容器交替工作，可以不斷排水。薩弗裏的水泵依靠真空吸力抽水，抽水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井中抽水，需要在礦井深處安裝水泵，利用高蒸汽壓力將水抽到地面，這在當時無疑是困難和危險的。紐科門和他的助手卡利在1705年發明了大氣蒸汽機來驅動獨立水泵，被稱為紐科門大氣蒸汽機。這種蒸汽機首先在英國普及，然後在歐洲大陸推廣，直到19世紀初仍在制造其改型產品。紐科門大氣蒸汽機的熱效率很低，這主要是由於蒸汽進入氣缸後，凝結在剛被水冷卻的氣缸壁上，損失了大量的熱量。只在煤價低的產煤區推廣。1764年，英國儀器修理工詹姆斯·瓦特在為格拉斯哥大學修理紐科門蒸汽機模型時註意到了這壹缺點，並於1765年發明了冷凝器與缸壁分離的蒸汽機，並於1769年獲得英國專利。在早期，瓦特的蒸汽機仍然使用平衡桿和拉桿機構來驅動水泵。為了清除冷凝器中的冷凝物和空氣，瓦特安裝了壹個空氣泵。他還在汽缸外壁安裝了夾層，並用蒸汽加熱汽缸壁，以減少冷凝損失。瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速發展。他把只能提水的機械變成了可以廣泛使用的蒸汽機，蒸汽機的熱效率提高了壹倍，大大降低了煤耗。因此，瓦特是蒸汽機的改革家。18世紀後期以來，蒸汽機不僅廣泛應用於采礦，還廣泛應用於冶煉、紡織、機械制造等行業。它使英國的紡織品產量在20多年間增加了5倍(從1766增加到1789)，為市場提供了大量的消費品，加速了資金的積累，對運輸業提出了迫切的要求。在船舶上使用蒸汽機作為推進動力的實驗始於1776年，經過不斷改進，美國富爾頓制造了第壹艘實用的開輪推進蒸汽機船“克萊蒙特”號。從那以後，蒸汽機在船上用作推進動力已經有壹百多年了。1800年，英國的特裏維西克設計了壹臺高壓蒸汽機，可以安裝在更大的車體上。1803年，他用它推動在環形軌道上運行的機車，找喜歡新奇的人騎，給他們充電。這是火車頭的原型。英國的斯蒂芬·孫不斷改進機車，於1829年創造了“火箭”號蒸汽機車。機車以46公裏/小時的速度牽引著壹節載有30名乘客的車廂，引起了各國的關註，開創了鐵路時代。19年底，隨著電力應用的興起，蒸汽機壹度作為電站的主要動力機械。1900年，美國紐約有壹個單機功率五兆瓦的蒸汽機電站。蒸汽機的發展在20世紀初達到頂峰。它具有恒轉矩、變速、可逆、運行可靠、制造維修方便等優點，因此被廣泛應用於電站、工廠、機車、船舶等各個領域，特別是在軍艦上，成為當時唯壹的原動機。需要註意的是，很多教科書(歷史書和物理書)都說瓦特是蒸汽機的發明者。這是誤傳。蒸汽機是1698年英國人紮維利和1705年紐科門獨立發明的，用於礦山抽水。那時候效率很低。1765年，瓦特在修復紐蓋特機的基礎上對蒸汽機進行了重大改進，將冷凝器與汽缸分離，發明了曲軸齒輪傳動和離心調速器，使蒸汽機現代化，效率大大提高。瓦特的發明仍然用於現代蒸汽機。為了紀念瓦特的貢獻，電力的單位名稱以他的姓氏命名。